【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗菌材料领域，具体涉及一种超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架及其制备方法。
技术介绍
1、细菌感染严重困扰国民健康，抗生素应用是目前常用的一线治疗方法，但也导致了细菌产生显著的耐药性，滋生出多种耐药型细菌。耐药菌的出现使得传统药物的抗菌效果大大降低，使包括败血症和肺炎等常见传染病的治疗难度大大提高。因此，迫切需要开发新型高效的治疗技术来克服细菌耐药性的问题。
2、为避免对正常组织与细胞产生损伤，多种无侵入性伤害的外源刺激疗法被用于耐药菌的治疗，如光热疗法、光动力疗法、磁热疗法、声动力疗法等。其中基于超声驱动的声动力疗法是一种生物安全性高、穿透能力强的治疗技术。声动力疗法通过超声激发治疗材料产生活性氧自由基(ros)或者热，破坏细菌壁、膜及内部细胞结构等促使耐药菌死亡。但目前的超声治疗由于缺乏有效的声响应纳米材料，自由基产生的性能有待提高，实际的抗菌应用受限。
3、金属有机框架(mofs)材料是一类由金属离子和有机配体通过共价键合作用形成的一类具有三维网状结构的纳米材料。由于mofs具有较大的比表面积和催化活性位点，能够在超声作用下产生自由基，可作为潜在的抗菌剂。mofs在抗菌应用中也面临一些问题，如当前大多数mofs的超声响应性能不足，自由基累积量有限，结构不稳定在细菌微环境中容易降解，导致治疗效果极其有限。此外，如果材料与细菌表面的相互作用较弱，很难与细菌形成稳定的结合，很大程度上也降低了mofs的抗菌效果。因此，为了更好的与细菌表面结合，以及提高mofs的ros生成性能，可考虑通过多配体
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架及其制备方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，由铁盐和芳杂环二羧酸配体在极性有机溶剂中制成金属有机框架前体，然后以手性配体分子作为二次配体，通过溶剂热法制得超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架。
4、为优化上述技术方案，采取的具体措施/限定还包括：
5、所述的手性配体分子为l型。
6、所述的手性配体分子为手性氨基酸。
7、进一步地，所述的手性配体分子选自半胱氨酸、亮氨酸、青霉胺、酒石酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。
8、所述的芳杂环二羧酸配体选自2，5-吡嗪二甲酸、2，5-吡啶二甲酸、2，4-吡咯二甲酸、3，5-吡唑二甲酸、2，4-咪唑二甲酸中的至少一种。
9、所述的极性有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、乙腈、异丙醇、乙二醇、n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的至少一种。
10、其不对称因子为0.004-0.008。
11、本专利技术还保护所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架的制备方法，包括以下步骤：
12、步骤s1：在极性有机溶剂中加入铁盐溶液和芳杂环二羧基配体，25-70℃下搅拌充分反应2-4h；
13、步骤s2：向步骤s1的溶液中加入手性配体分子的水溶液，在150-170℃下反应8-12小时，冷却后收集沉淀，经洗涤、干燥，得到超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架。
14、铁盐和芳杂环二羧酸配体的反应比例，以铁盐中的fe和芳杂环二羧酸配体的摩尔比计为1：1～4；铁盐和手性配体分子的反应比例，以铁盐中的fe和手性配体分子的摩尔比计为10～18：1。
15、步骤s2中，加入手性配体分子溶液后，转移至高压反应釜进行反应。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术的手性铁基金属有机框架(手性铁基mofs)是一种基于混合多配体策略的手性铁基金属有机框架材料，其在超声下具有良好的声响应性，能够产生充足的活性氧自由基(ros)，显示出在声驱动下突出的抗菌性能，尤其是针对耐药菌的治疗；本专利技术结合了混合多配体和手性引入的技术手段，得到呈现更大比表面积、更强催化反应活性和特定手性的铁基mofs，增强了铁基mofs材料的声动力性能，提高了手性依赖的材料-细菌相互结合作用。
18、本专利技术的手性铁基金属有机框架可在超声驱动下产生过量的ros，包括1o2、·o2-、·oh，导致细菌体内脂质过氧化物的积累，诱导细菌发生铁死亡；更为特别的是，本专利技术的材料具有显著的手性选择性的抗菌效果，具体表现为l型的抗菌作用是d型的3-13倍。
19、与以芳杂环二羧酸为配体的普通铁基mofs相比，本专利技术的手性铁基金属有机框架材料具有更为有序规则与平整的形貌，在超声作用下更容易发生极化作用产生ros；多配体的引入形成更多的fe-n键等新配位，提供了更多的活性催化位点；以上都显著增强了该材料在超声驱动下产生更多的ros；本专利技术引入生物相容性良好的天然氨基酸作为共同配体，诱导mofs具有固定的手性特征，可产生与细菌表面更强的结合作用，更有效的传递ros进入细菌内，从而提高对耐药菌的铁死亡治疗作用。
20、经实验研究发现，作用革兰氏阳性细菌时，l型手性铁基金属有机框架展示出具有相比于对应方法制成的d型抗菌手性铁基金属有机框架约12～13倍的抗耐药菌效果，革兰氏阴性菌则约为3-4倍，这些差异来源于手性铁基mofs与细菌表面的结合作用具有手性依赖性，尤其是对革兰氏阳性菌存在明显的手性选择性；通过对细菌死亡机理的研究发现，该材料可显著破坏细菌的致密生物膜而改变细菌生长的微环境，同时诱导细菌内部脂质过氧化物的积累，导致耐药细菌的铁死亡，最终实现高效的抑菌。
21、本专利技术的手性铁基金属有机框架可用于包括耐甲氧西林的金黄葡萄球菌(mrsa)以及耐四环素的大肠杆菌(e.coli er2738)的治疗；本专利技术为mofs抗菌材料的构建提供了新的研究思路，为临床的抗菌技术的选择提供了极具潜力的方案，该材料有望应用于包括耐药菌感染伤口修复等抗菌领域的临床治疗。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：由铁盐和芳杂环二羧酸配体在极性有机溶剂中制成金属有机框架前体，然后以手性配体分子作为二次配体，通过溶剂热法制得超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架。
2.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的手性配体分子为L型。
3.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的手性配体分子为手性氨基酸。
4.根据权利要求3所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的手性配体分子选自半胱氨酸、亮氨酸、青霉胺、酒石酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的芳杂环二羧酸配体选自2，5-吡嗪二甲酸、2，5-吡啶二甲酸、2，4-吡咯二甲酸、3，5-吡唑二甲酸、2，4-咪唑二甲酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的极性有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、异丙醇、乙二醇
7.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：其不对称因子为0.004-0.008。
8.权利要求1-7任一项所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架的制备方法，其特征在于：铁盐和芳杂环二羧酸配体的反应比例，以铁盐中的Fe和芳杂环二羧酸配体的摩尔比计为1：1～4；铁盐和手性配体分子的反应比例，以铁盐中的Fe和手性配体分子的摩尔比计为10～18：1。
10.根据权利要求8所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架的制备方法，其特征在于：步骤S2中，加入手性配体分子溶液后，转移至高压反应釜进行反应。
...【技术特征摘要】
1.一种超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：由铁盐和芳杂环二羧酸配体在极性有机溶剂中制成金属有机框架前体，然后以手性配体分子作为二次配体，通过溶剂热法制得超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架。
2.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的手性配体分子为l型。
3.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的手性配体分子为手性氨基酸。
4.根据权利要求3所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的手性配体分子选自半胱氨酸、亮氨酸、青霉胺、酒石酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的超声驱动的抗菌手性铁基金属有机框架，其特征在于：所述的芳杂环二羧酸配体选自2，5-吡嗪二甲酸、2，5-吡啶二甲酸、2，4-吡咯二甲酸、3，5-吡唑二甲酸、2，4-咪唑二甲酸中的至少一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈博，袁颖，郭春显，王晏玫昱，熊冠杰，杨健宇，常园园，乌晋，王焱，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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